La matrice de micro-aiguilles a des barbes tournées vers l'arrière qui s'emboîtent avec le tissu lorsqu'elles sont insérées, améliorant l'adhérence. Crédit :Riddish Morde
Des aiguilles hypodermiques douloureuses pourraient ne plus être nécessaires à l'avenir pour administrer des injections, s'injecter des drogues et prélever des échantillons de sang.
Avec l'impression 4D, Les ingénieurs de Rutgers ont créé de minuscules aiguilles qui imitent les parasites qui se fixent aux tissus et pourraient remplacer les aiguilles hypodermiques, selon une étude de la revue Matériaux fonctionnels avancés .
Alors que l'impression 3D construit des objets couche par couche, La 4-D va plus loin avec des matériaux intelligents qui sont programmés pour changer de forme après l'impression. Le temps est la quatrième dimension qui permet aux matériaux de se transformer en de nouvelles formes.
« Nous pensons que notre matrice de micro-aiguilles imprimée en 4D permettra une utilisation plus robuste et plus soutenue des méthodes mini-invasives, des micro-aiguilles indolores et faciles à utiliser pour l'administration de médicaments, la guérison des plaies, biodétection et autres applications des tissus mous, " a déclaré l'auteur principal Howon Lee, professeur adjoint au Département de génie mécanique et aérospatial de l'École de génie de l'Université Rutgers-Nouveau-Brunswick.
Les aiguilles hypodermiques sont largement utilisées dans les hôpitaux et les laboratoires pour extraire le sang et injecter des drogues, Causant de la douleur, cicatrisant la peau et présentant un risque d'infection. Les personnes atteintes de diabète prélèvent souvent des échantillons de sang plusieurs fois par jour avec des aiguilles pour surveiller leur glycémie.
Les micro-aiguilles (aiguilles miniaturisées) attirent l'attention car elles sont courtes, mince et peu invasif, réduisent la douleur et le risque d'infection et sont faciles à utiliser. Mais leur faible adhérence aux tissus est un enjeu majeur pour l'administration contrôlée de médicaments sur le long terme ou pour la biodétection, qui consiste à utiliser un appareil pour détecter l'ADN, enzymes, anticorps et autres indicateurs de santé.
Dans la nature, certains insectes et autres organismes ont développé des caractéristiques microscopiques qui adhèrent aux tissus, comme les microcrochets de parasites, aiguillons barbelés d'abeilles domestiques et piquants écaillés de porcs-épics. Inspiré par ces exemples, Les ingénieurs de Rutgers ont développé une micro-aiguille qui s'emboîte dans le tissu lorsqu'elle est insérée, améliorant l'adhérence. Ils ont combiné une technique d'impression micro 3-D et une approche d'impression 4-D pour créer des barbes tournées vers l'arrière sur une micro-aiguille.
Ce réseau de micro-aiguilles a des barbes tournées vers l'arrière qui s'emboîtent avec le tissu lorsqu'elles sont insérées, améliorant l'adhérence. Crédit :Riddish Morde
En utilisant le tissu musculaire de poulet comme modèle, les chercheurs ont montré que l'adhérence des tissus avec leur micro-aiguille est 18 fois plus forte qu'avec une micro-aiguille sans ardillon. Leur création surpasse les exemples précédemment rapportés, résultant en une administration de médicament plus stable et plus robuste, collecte de bio-fluides et biodétection, dit l'étude.
